[发明专利]雷达物位计及其信号处理方法

权利要求书

1.一种雷达物位计，采用双核心微处理器MCU， 架构，其特征在于，其包含：

一个高速的微处理器，为不完全运作状态，在运作时序过程中，处理高频模拟信号RF的收发与中频信号IF处理，当非运作状态时，上述的雷达物位计处于最高充电能力;

一个低速的微处理器， 为完全运作状态，负责通讯接口的通讯信号处理与电源管理；以及

一个电源充放电电路。

2.如权利要求1所述的雷达物位计，其特征在于，上述高频模拟信号定义为300 MHz-100GHz间，可为方波、三角波、弦波或具有周期重复性的任意波型，其包含一个发射信号与一个接收信号。

3.如权利要求1所述的雷达物位计，其特征在于，上述中频信号定义为< 3 MHz的周期性信号，其可为方波、三角波、弦波或具有周期重复性的任意波型。

4.如权利要求1所述的雷达物位计，其特征在于，上述中频信号的处理，至少包含信号取样、信号调变、快速傅里叶变换FFT运算与信号分析。

5. 如权利要求1所述的雷达物位计，其特征在于，上述低速的微处理器可负责显示接口的处理。

6.如权利要求1所述的雷达物位计，其特征在于，上述电源充放电电路可以是4-20mA two wires 回路，包含超级电容的储能架构。

7.一种雷达物位计的信号处理方法，特别是一种调频连续波FMCW雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，其步骤包含：

产生一个高频RF差频信号进入一降频混波器；

上述降频混波器转换上述高频RF信号到中频IF周期信号；

上述中频IF周期信号经由快速傅里叶变换FFT转换成为频谱特征，得到FFT信号；

上述FFT信号经过至少一次的数字滤波变换DFT处理，取得最终的频率特征；以及

经由物理值换算程序得到物位距。

8.如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，可以更进一步包含一个时域信号调节处理程序，其可以是一般公知的滤波处理、信号增益放大处理、波型调变、噪声抑制、背景滤除、汉宁窗口板型作相关系数。

9. 如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，可以更进一步包含一个频域信号调节处理程序，其为噪声抑制，滤波处理与信号增益放大。

10. 如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，可以更进一步包含一个信号特征辨识程序，其可以是操作者输入或事先定义数据库，其可以是公知的辨识波峰值、辨识波谷值、辨识斜率特征、辨识反曲点特征等公知的模式识别方法。

11. 如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，一个以上的上述数字滤波变换DFT 转换程序，其每一次DFT处理的波门可以是相同的取样数。

12.如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，一个以上的上述数字滤波变换DFT 转换程序，其每一次DFT处理的波门可以是不同的取样数。

13.如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，上述物理值换算程序的运算可以为距离R = f_R*C*T_m/(2F)，其中上述的R为物位计到待测物质表面距离，f_R为中频的中心频率，C为光速，T_m为扫描取样时间，F为扫描频宽。

14.如权利要求7所述的调频连续波雷达物位计的信号调变方法，其特征在于，上述物理值换算程序的运算可以更进一步包含温度效益的影响，距离R = f_R(T)*C*T_m/(2F)，其中上述的R为物位计到待测物质表面距离，f_R为中频的中心频率，C为光速，T_m为扫描取样时间，F为扫描频宽，T为温度。